Fünf Qubits an einer Leitung: RIKEN steuert Silizium-Qubits gleichzeitig
Ein Team des japanischen Forschungszentrums RIKEN steuert fünf Silizium-Spin-Qubits über eine gemeinsame Mikrowellenleitung – mit rund 99,9 Prozent Genauigkeit, selbst wenn alle gleichzeitig arbeiten.
Archivbild · Foto: Kestrel / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (zugeschnitten und skaliert)
Forschende des RIKEN Center for Emergent Matter Science steuern fünf Silizium-Spin-Qubits über eine einzige gemeinsame Mikrowellenleitung. Einzeln betrieben liegt die Genauigkeit der Ein-Qubit-Operationen deutlich über 99,99 Prozent, beim besten Qubit nahe 99,999 Prozent. Die Arbeit ist in Nature Physics erschienen.
Laufen bis zu drei Qubits gleichzeitig, bleibt die Genauigkeit dank eines neuen Kalibrierverfahrens über 99,99 Prozent. Arbeiten alle fünf parallel, sind es rund 99,9 Prozent – nahe an den praktischen Anforderungen für fehlertolerante Quantencomputer. Statt jede mögliche Kombination einzeln zu kalibrieren, stimmt das Team die Qubits paarweise ab; größte Fehlerquelle war der sogenannte AC-Stark-Effekt.
„Das zeigt, dass eine hochpräzise Steuerung erhalten bleiben kann, auch wenn mehrere Qubits gleichzeitig betrieben werden“, sagt Co-Erstautor Leon Camenzind. Restliche Verluste entstehen durch die höhere Mikrowellenleistung, ein besseres Chipdesign könne das aber mindern. Projektleiter Seigo Tarucha nennt als Langfristziel einen fehlertoleranten Quantencomputer auf Basis von Silizium-Spin-Qubits.